摘   要： 基于IDL對象圖形法實現了遙感圖像的漫游和連續多級縮放，具有運行速度快，穩定性好等特點。漫游解決了大的遙感圖像不能在一般窗口完整顯示的問題, 方便用戶快速顯示瀏覽大的遙感圖像。圖像的縮放實現了對圖像細節的放大和縮小，改善了視覺效果，提高了圖像處理的效率。
關鍵詞： IDL; 對象圖形法; 圖像漫游; 圖像縮放

    遙感圖像按一定比例尺客觀真實地記錄和反映地表物體的電磁輻射的強弱信息，是遙感探測所獲得的遙感信息資料的一種表現形式[1]。在遙感技術的研究中，對遙感圖像的分析與研究在地質勘探、城市規劃、氣象科學、海洋利用和環境保護等方面都有十分重要的意義。隨著傳感器技術和計算機科學技術的快速發展，獲取的遙感圖像的地面分辨率越來越高，所包含的數據量越來越大，獲取的遙感圖像也越來越大[2]。如何快速顯示和瀏覽大的遙感圖像，獲得圖像中的細節信息就成為遙感圖像處理與分析的一個重要環節。交互式數據語言IDL(Interactive Data Language)是Research Systems公司(現為ITT Visual Information Solutions公司)推出的致力于科學數據的可視化和分析語言。它功能強大、簡單易學、編程效率高，很少的幾行代碼就能實現其他語言很難實現的功能[3]。本文有效利用IDL語言強大的可視化、快速的數據處理能力及對象圖像法靈活方便的構建圖形圖像等特點，實現了遙感圖像的漫游和縮放功能，具有處理速度快、圖像移動連續以及程序可移植性強等優點。
1 漫游技術介紹
    遙感圖像經常是大畫面圖像，而一般的圖像顯示窗口較小，因此圖像不能完整顯示在窗口中，給圖像編輯帶來困難[4]。
    圖像漫游是在圖像顯示窗口中上下左右移動，圖像的一側逐漸出現，另一側逐漸消失。可以把整幅的圖像定義為一個邏輯屏幕，而把顯示屏幕定義為一個物理屏幕，其關系如圖1所示。

    可以看出，物理屏幕只是邏輯屏幕的一個子集，要瀏覽整個邏輯屏幕中的內容，只需要移動物理屏幕在邏輯屏幕中的起始位置即可，這就是漫游技術。在交互式系統中使用光標控制物理屏幕起始位置[5]。
2 圖像的放大縮小技術概述
    在圖像瀏覽過程中，對瀏覽區域進行放大或者縮小是一種基本的操作。所謂圖像縮放是指改變圖像的分辨率?？s小圖像的主要目的是使得圖像符合顯示區域的大小并生成對應圖像的縮略圖。放大圖像的主要目的是通過放大原圖像從而更清楚地看到圖像上的某些細節信息。尤其對高精度的大圖像來說，一些細節信息必須要通過放大操作來觀察。圖像的這種處理手法在圖像顯示、傳輸(通信)、圖像分析、動畫制作和電影合成等方面有著相當廣的應用。但是對圖像的縮放操作并不能獲得更多關于該圖像的信息，因此圖像的質量將不可避免地受到影響。
    本文利用IDL語言編寫的程序實現了圖像的連續多級放大和連續多級縮小,每一級的放大和縮小系數可以根據用戶需要任意設定。
3 IDL的應用
　IDL作為語法簡單地面向矩陣運算的計算機語言，提供了與多種語言的標準接口工具和大量功能豐富的命令、函數和程序模塊，使得數據分析和可視化表達更加簡潔、靈活。IDL已經廣泛應用在信息處理、空間科學、氣象、資源環境中數字圖像處理等領域[6]。
3.1 IDL的對象圖形法
    IDL語言有兩套完全獨立的圖形體系：直接圖形法和對象圖形法[7]。直接圖形法是依靠當前顯示設備快速顯示的圖形的可視化模式，創建在圖形設備上的內容將不能再更改和重復利用,適用于命令行操作。對象圖形法不直接依賴于用戶使用的圖形設備，可以直接運行于各種計算機系統中，而且不需要進行圖形設備的設置，同時還可以重復利用，因此更加適合開發應用程序。
    IDL的對象圖形法可以形象地理解為“壘積木”，構建場景就是要將不同的“積木”按照一定的規則堆起來。本文利用IDL的對象圖形法建立了視圖對象和窗口對象等，將其按照層次關系“壘”起來，最后把最終的場景再在窗口對象中顯示。IDL對象圖形系統的組成結構如圖2所示。

3.2 IDL的鼠標響應事件
    在用IDL語言編寫漫游和縮放功能的過程中用到了大量的發生在繪圖DRAW組件中的鼠標響應事件，因此在這里簡單介紹一下。IDL的圖形窗口中，每發生一個動作都會產生事件，每個事件都會返回一個事件結構，所有的事件都是要靠這個結構來處理的。
　事件結構是指組件的事件所包含的一組特定信息的集合。事件結構包含了產生事件的相應組件的相關信息。每個事件都產生于其自身的、特定的事件結構中，然后被發送到事件處理模塊。
　事件結構與一般結構的區別是事件結構均有ID、Top和Handler 3個公共字段，這3個字段都是長整型的變量。ID是事件過程中產生事件組件的唯一標識；Top是層次結構中最頂級base的標識；Handler是與組件相關聯的組件事件處理程序的標識。事件產生的事件結構都要發送到事件處理程序中，每個事件處理程序都與某一個組件相關聯[8]。
    DRAW組件的事件結構為：
    {WIDGET_DRAW,ID:0L, TOP:0L, Handler:0L ,Type:0，X:0，Y:0，Press：0，Release：0，Clicks:0}
    字段Type用于設置時間的類型，其可能的值有:鼠標按下(0)、鼠標松開(1)、鼠標移動(2)、視點滾動(3)和顯示(4)。上述所有事件都必須顯示地指定，否則相應的事件是不會產生的。字段X和Y給出了事件發生時的設備或屏幕坐標，繪圖組件的左下角為坐標原點。字段Press和Release，當鼠標被按下或釋放時，它們的值就分別存在了。其中，1表示鼠標左鍵，2表示鼠標中鍵，4表示鼠標右鍵。如果產生鼠標移動事件,那么Press和Release都被設置為0。當鼠標單擊時,字段Clicks返回1,雙擊時返回2。
    本文所編寫的圖像漫游和縮放流程圖分別如圖3和圖4所示。

4 性能分析及效果
    通常，功能實現時間的長短直接決定了功能實現的好壞。對本文而言，程序執行速度的快慢與圖像的大小有很大的關系。圖像越小，程序執行的速度越快，反應越靈敏。本文以2 064像素×2 534像素大小的圖像為例，通過在程序中添加時間函數經過反復測試得到以下結果：圖像漫游所花費的時間是0.156 s左右,圖像進行一級放大和縮小的時間是0.171 s左右,當進行多級放大時，時間會有所延長。由此可知，本文實現的圖像的漫游和縮放功能執行速度快，圖像能迅速跟隨鼠標移動，給用戶以平滑和連續的感覺。
4.1 圖像漫游效果
    原來顯示在窗口中的圖像及圖像向上、下、左、右漫游(以原圖中間的白色房屋為中心參考點)后的圖像如圖5所示。

4.2 圖像放大效果
　圖像的原圖以及放大系數設置為1.2時圖像經過5級放大后的效果圖、放大系數設置為1.5時圖像經過5級放大后的效果圖以及經過多級放大后的效果圖如圖6所示。圖像還可以繼續進行放大操作，但從圖6可看出，此時圖像失真較嚴重，研究意義較小。
4.3 圖像縮小效果
    圖像的原圖以及縮小系數為0.8時經過3級縮小的圖像、縮小系數為0.5時經過3級縮小以后的圖像和經過多級縮小以后的圖像如圖7所示。觀察圖像縮小效果圖可發現，當縮小到一定程度時，圖像已經完全顯示到屏幕上，此時繼續縮小圖像則不會有較大變化。

    本文首次嘗試利用IDL語言對象圖形法實現遙感圖像的漫游和縮放，并給出了處理結果。結果表明，該方法實現了對大的遙感圖像的快速瀏覽和對圖像的任意多級縮放，具有運行速度快、連續性好等特點，提高了用戶圖像處理的效率。
參考文獻
[1] 王一達，沈熙玲，謝炯.遙感圖像分類方法綜述[J].遙感信息,2006(5):67-71.
[2] 張宏偉，童恒建，左博新，等.基于GDAL大于2G遙感圖像的快速瀏覽[J].計算機工程與應用,2012,48(13):159-162.
[3] 董彥卿. IDL程序設計[M].北京：高等教育出版社,2012.
[4] 王洪慶,張焱.NDPC-386圖像漫游技術[J].微計算機應用,1993,14(6):1-6.
[5] 李軍.通用的圖形圖像漫游技術[J].電腦編程技巧與維護,1996(6):53-60.
[6] 韓培友. IDL可視化分析與應用:可視化交互數據語言[M].西安：西北工業大學出版社,2006.
[7] 閆殿武.IDL可視化工具入門與提高[M].北京：機械工業出版社,2003.
[8] LIAM E G. Practical IDL programming[M]． Morgan Kauf-mann Publishers Inc．, 2001．